検出系

64 ^第5^章 TAMA300 Fabry-Perot-Michelson^干渉計

stand-off

図5.9: mirror^への stand-o^{の接着。接着には}vacseal^を使用。

5.5. ^検出系 65

5.5.2 Photo detector

Clear Pulse ^社製TAMA300^仕様のphoto detector[30]^{を用いた。}

photo diodeには浜松フォトニクス社製の G3476-05^{が用いられている。}

最大入力レンジは一台あたり約 100mW^{程度。そのため}TAMA300^ではBeam Splitter^を用い

て光をいくつかにわけることによって多くの光を得るようにしている。

量子効率については = 0:74[W=A]以上という値が得られている。

5.5.3 Phase shifter

復調位相の調節のために demodulator^に local^{信号として入れる}RFの正弦波の位相を動かし てやる必要がある。そのためにPhase Shifter^{を用いる。}

length^{制御用には}minicircuit^社製のSPH-16使った自作機をもちいた。

5.5.4 Demodulator

干渉計の lock acquisition^{のためには各}arm^{に入れられた} pick o mirror^{から採った光を用い}

る。pick o mirrorからの光を復調するのにはminicircuit^社の TUF-3LH^{を用いて作った自作器}

を用いた。

anti-symmetric port^およびsymmetric port^{からえられる}lengthの信号には日本通信機製I&Q demodulater^{を用いた。}

I&Q demodulaterはある復調とそれに対して 90度復調位相をずらした信号が両方常にえられ る仕組みになっている。また、PLL^{を用いるて}local信号をシンセサイザーからの入力にlock^す

ることによって I-phaser, Q-phase^{と呼ばれる} 90度異なる復調位相の直交性について安定度の高 い安定性がえられている3_。

5.5.5 photo detector ^の noise ^測定

clear pulse ^社製のTAMA^仕様Photo Detector^{、日通機製}I&Q demodulator^{を用いた時の検}

出系の暗電流(Idet)^とゲイン(gdet)^{について調べた。}

測定には photo detector^{に光を入れたときの}demodulator^の雑音[V/^pHz]^は

V =gdet^p2e(iDC+idet) (5.3)

とかける事を利用した。photo detectorに入れる光の量を変化させてそのときの photo diode^に

流れる電流idet^とdemodulator^{の出力雑音}[V/^pHz]^をplot^して、(5.3)式でフィッティングする 事によってidet;gdet^を得た。

3PLL(phase locked loop)^{については}[31, 32]^参照

66 ^第5^章 TAMA300 Fabry-Perot-Michelson^干渉計 phase Idet[A] gdet[]

Q 1:6410^,2 2:0710³ I 8:77410^,3 2:3210³

表 5.3: clear pulse^社製の photo detector^{と日本通信機社製}I & Q demodulator^の Idet ^および

gdet ^。

5.5.6 Wavefront Sensor

本節での測定結果等については[33]^{より引用。}

概略図は4.5^{の様になっている。}

quadrant photo detector

wave frontsensor では位相の波面における空間分布を見るので 、TAMA ^では 4 ^分割 photo detector^{を用いる。}

TAMA300^仕様 quadrant photo detector^。photo diode ^には EG&G ^社製の 4-element diode, YAG-444A-4^{を使用している}

phase shifter

TAMA300^仕様phase shifter^。

LO^入力に 15.25MHz 0dBmの信号を入力したとき、phase shifterからの出力信号の振幅変化 は 1.5dB - 1dB^程度。

demodulator

TAMA300^仕様demodulator^。

wavefront sensor^用のquadrant photo detectorを用いて暗電流を測定したところ回路の暗電流 換算雑音は 5.6mA。これに対して仕様は、7.2mAに相当する散射雑音が見えることである。

5.5.7 Gouy phase telescope

Gouy phase telescope^{に関しては、理想的な} waistの位置などから計算した設計して、それら を実際に配置した上でさらに信号がよくとれる位置に動かして信号が分離される位置に最終的にお いた。lens^{の位置などは 図}5.11, 5.12^参照。